Analysis of Spectra of Solar Wind Magnetic Field Components Fluctuations Across Fast Reverse Interplanetary Shocks

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Fluctuations in the values of the IMF components of the solar wind plasma near the front of a fast reverse shock were analyzed using the WIND satellite data with a time resolution of 11 Hz. Two ways of dividing the magnetic field vector into components were considered: according to the GSE coordinate system and relative to the normal of the interplanetary shock front. It was found that the break frequency of the fluctuation spectrum of magnetic field components in the solar wind upstream region lies in the frequency range from 0.37 to 1.37 Hz. In the solar wind downstream region, the break frequency shifts to the range of 0.45–1.58 Hz, which corresponds to the scale of the proton inertial length. The slope of the fluctuation spectra of the IMF components was shown to vary both on MHD and on transient scales, although to different degrees. On transient scales, the difference can be significant.

Sobre autores

O. Sapunova

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: sapunova_olga@cosmos.ru
Moscow, Russia

N. Borodkova

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Email: borodkova_nl@cosmos.ru
Moscow, Russia

Y. Yermolaev

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Email: yermol@cosmos.ru
Moscow, Russia

G. Zastenker

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Email: gzastenk@iki.rssi.ru
Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Рязанцева М.О., Рахманова Л.С., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Застенкер Г.Н., Чесалин Л.С. Характеристики турбулентного потока солнечного ветра в областях компрессии плазмы // Космические исследования. Т. 58. № 6. С. 503–512. 2020. https://doi.org/10.31857/S0023420620060096
  2. Сапунова О.В., Бородкова Н.Л., Застенкер Г.Н. Анализ спектров флуктуаций величины потока плазмы и модуля магнитного поля на обратных ударных волнах // Солнечно-земная физика. Т. 10. № 3. С. 62–69. 2024. https://doi.org/10.12737/szf-103202407
  3. Bruno R., Carbone V. The solar wind as a turbulence laboratory // Living Rev. Solar Phys. V. 10. № 1. ID 2. 2013. https://doi.org/10.12942/lrsp-2013-2
  4. Howes G.G., Cowley S.C., Dorland W., Hammett G.W., Quataert E., Schekochihin A.A. A model of turbulence in magnetized plasmas: Implications for the dissipation range in the solar wind // J. Geophys. Res. – Space. V. 113. № 5. ID A05103. 2008. https://doi.org/10.1029/2007JA012665
  5. Kolmogorov A.N. A refinement of previous hypotheses concerning the local structure of turbulence in a viscous incompressible fluid at high Reynolds number // J. Fluid Mech. V. 13. № 1. P. 82–85. 1962. https://doi.org/10.1017/S0022112062000518
  6. Leamon R.J., Matthaeus W.H., Smith C.W., Zank G.P., Mullan D.J., Oughton S. MHD-driven kinetic dissipation in the solar wind and corona // Astrophys. J. V. 537. № 2. P. 1054–1062. 2000. https://doi.org/10.1086/309059
  7. Leppin R P., Acũna M.H., Burlaga L.F. et al. The WIND magnetic field investigation // Space Sci. Rev. V. 71. № 1–4. P. 207–229. 1995. https://doi.org/10.1007/BF00751330
  8. Lin R.P., Anderson K.A., Ashford S. et al. A three-dimensional plasma and energetic particle experiment for the WIND spacecraft // Space Sci. Rev. V. 71. № 1–4. P. 125–153. 1995. https://doi.org/10.1007/BF00751328
  9. Matthaeus W.H., Weygand J.M., Dasso S. Ensemble space-time correlation of plasma turbulence in the solar wind // Phys. Rev. Lett. V. 116. ID 245101. 2016. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.245101
  10. Ogilvie K.W., Chornay D.J., Fritzenreiter R.J. et al. SWE, a comprehensive plasma instrument for the Wind spacecraft // Space Sci. Rev. V. 71. № 1–4. P. 55–77. 1995. https://doi.org/10.1007/BF00751326
  11. Oliveira D.M. Magnetohydrodynamic shocks in the interplanetary space: a theoretical review // Braz. J. Phys. V. 47. № 1. P. 81–95. 2017. https://doi.org/10.1007/s13538-016-0472-x
  12. Park B., Pitňa A., Šafránková J., Němeček Z., Krupařová O., Krupař V., Zhao L., Silwal A. Change of spectral properties of magnetic field fluctuations across different types of interplanetary shocks // Astrophys. J. Lett. V. 954. № 2. ID 51. 2023. https://doi.org/10.3847/2041-8213/acf4ff
  13. Pitňa A., Šafránková J., Němeček Z., Ďurovcová T., Kis A. Turbulence upstream and downstream of interplanetary shocks // Front. Phys. V. 8. ID 626768. 2021. https://doi.org/10.3389/fphy.2020.626768
  14. Schekochihin A.A., Cowley S.C., Dorland W., Hammett G.W., Howes G.G., Quataert E., Tatsuno T. Astrophysical gyrokinetics: kinetic and fluid turbulent cascades in magnetized weakly collisional plasmas // Astrophys. J. Suppl. S. V. 182. № 1. P. 310–377. 2009. https://doi.org/ 10.1088/0067-0049/182/1/310
  15. Smith C.W., Mullan D.J., Ness N.F., Skoug R.M., Steinberg J. Day the solar wind almost disappeared: Magnetic field fluctuations, wave refraction and dissipation // J. Geophys. Res. – Space. V. 106. № 9. P. 18625–18634. 2001. https://doi.org/10.1029/2001JA000022
  16. Zhao L.-L., Zank G.P., He J.S. et al. Turbulence and wave transmission at an ICME-driven shock observed by the Solar Orbiter and Wind // Astron. Astrophys. V. 656. ID A3. 2021. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202140450

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».